למה תחנות מתח משתמשות באבני חצץ, גבישים וסיליקא?
בתחנות מתח, ציוד כגון טרנספורמנים להספק ופיזור, קווי העברה, טרנספורמנים מתח, טרנספורמנים זרם ומשתני פסק כולם דורשים עיגול. מעבר לעיגול, נחקור כעת לעומק מדוע אבני חצץ וסיליקא בשימוש נפוץ בתחנות מתח. למרות שהם נראים רגילים, האבנים הללו משחקות תפקיד בטיחותי ופונקציונלי קריטי.
בתכנון עיגול בתחנות מתח—ובמיוחד כאשר מיושמים מספר שיטות עיגול—נפרשות סיליקא או אבני חצץ על פני השטח מסיבות מפתחיות רבות.
המטרה העיקרית של פרישה של אבני חצץ בחצר תחנת מתח היא להפחית את עליית הפוטנציאל הקרקעי (GPR), המוכר גם כמתח צעד ומתח מגע, המוגדרים כדלקמן:
עליית הפוטנציאל הקרקעי (GPR): הפוטנציאל החשמלי המרבי שאליו יכול להגיע רשת העיגול בתחנת מתח ביחס לנקודת ייחוס מרוחקת הנחשבת למצב אפס פוטנציאל. GPR שווה למכפלת הזרם המרבי של התקלה שנכנס לרשת וההתנגדות של הרשת.
מתח צעד (Eₛ): ההבדל הפוטנציאלי המרבי שיכול להתקיים בין שתי רגלים (בדרך כלל מרווחות במטר אחד) כאשר זרם התקלה זורם לתוך מערכת העיגול. מקרה מיוחד הוא מתח מעבר (Etransfer), שבו מתח מופיע בין מבנה מוצק בתוך תחנת המתח לנקודה מרוחקת—בדרך כלל מוערך לאורך מרחק מטר אחד מבניינים מתכות לשטחים קרקעיים.
מתח מגע (Eₜ): ההבדל הפוטנציאלי המרבי בין מבנה מתכתי מוצק (לדוגמה, גוף ציוד) לנקודה על פני השטח כאשר אדם נוגע בו במהלך זרימת זרם התקלה.
במהלך אירועים של קצר-مدار, מתח צעד ומתח מגע עולים באופן משמעותי. בהשוואה לחומרים נפוצים כמו אדמה, דשא או בטון, אבני חצץ וסיליקא הם בעלי 저ומנטיביות נמוכה יחסית. זו מגבילה את זרימת הזרם דרך הגוף האנושי, ובכך מפחיתה את הסיכון לסחרחורת חשמלית במהלך תחזוקה או פעולה ליד ציוד מופעל.
לכן, אבני חצץ וסיליקא משמשות בכוונה בתחנות מתח כדי להעלות את ההתנגדות של שכבה קרקעית, ובכך למגר מתחי צעד ומגע מסוכנים ולהגביר את הבטיחות של הצוות במהלך התקלות קרקע.
הטבלה שלהלן מציגה את התנגדותיהם של חומרים שונים כגון אבן, חול וכדומה.
| חומר | התנגדות חשמלית (Ω·m) |
| טין וטיט רטובים | <100 |
| טין חולני וסילט לח | 100–250 |
| חול טיני וחול רטוב | 250–500 |
| חול | 500–1500 |
| סלע מזוקק | 1000–2000 |
| אבן דחוסה | 1500–5000 |
| גרגירים | 1500–10000 |
סיבות לשימוש באבן בתחנות כוח ותחנות מיתוג חשמליות
למטה מפורטות הסיבות והגורמים לשימוש באבן במקום בחומרים אחרים:
עשבים ושיחים קטנים יכולים אכן לגרום לבעיות. במהלך גשם או בתנאים לחים, צמיחה של צמחים יכולה להפוך את הקרקע לחלקה, מה שמציב סיכונים פוטנציאליים לבטיחות של עובדי החשמל והציוד. בנוסף, עשב יבש עשוי להתלקח במהלך פעולות המיתוג או לגרום לקצר חשמלי, מה שיכול להשפיע לרעה על המ-------------------------------------------------------------------------- הצטיידות והאמינות של הרשת. לכן, בתחנות כוח מנקטים בדרך כלל אמצעים כדי להגביל צמיחה של צמחים כדי להבטיח פעולה בטוחה ויציבה.
שימוש באבנים סביב תחנות המיתוג עוזר למנוע כניסה של בעלי חיים בריים כגון נחשים, לטאות, 설치נים ובעלי חיים קטנים אחרים לאזור תחנת הכוח.
פני שטח מכוסות באבקת אבן מונעות מצטברות של מים בחלל תחנת המיתוג, מצב בלתי רצוי עבור ציוד מתח גבוה.
כינים ואבקת אבן יותר עמידים בפני פגיעות מאשר עשב או חול, מה שמשפר את יכולתם לספוג רעידות מהתראסים (הנדובות כתוצאה ממגנטוסטריקציה) ומפחית תנועה במהלך אירועים סייסמיים.
השימוש באבנים ואבקת אבן מגביר את התנגדות פני השטח, ובכך מפחית סיכוני מתח מגע ומתח צעד. בנוסף, הוא מדכא צמיחה של צמחים קטנים ושיחים, שאם היו קיימים, היו מורידים את התנגדות פני השטח ומעלים את הסיכון למכת חשמל במהלך תחזוקה ופעולות רגילות.
בסך הכל, החומר האבני המשמש בתחנות המיתוג משפר את תנאי העבודה, תומך בפעילות יציבה ומגביר את יעילות מערכת ההצטיידות הנוכחית בהגנה מפני מכת חשמל.
